[发明专利]基于软间隔支持向量机的车载容迟网网络编码最大流设定方法

说明书

本发明公开一种基于软间隔支持向量机的车载容迟网网络编码最大流设定方法，主要解决在车载容迟网中，如何使源节点某一分代网络编码数据获得最大流。其实现方案是：通过浮动车数据，计算车载容迟网每个单元路段节点的最小度概率，确定每个单元路段节点的连通概率；以单元路段节点间的连通概率和单位路段节点密度作为软间隔支持向量机预测模型的输入，判断路段节点是否具有连通性，确定它是否作为车载容迟网动态网络拓扑图中的边；利用安德伍德交通模型计算路段车流量和数据流量，把数据流量作为车载容迟网动态拓扑图边的权重；确定动态拓扑图后，源节点某一分代网络编码数据的最大流为车载容迟网动态拓扑图的最小割。本发明保证源节点数据进行网络编码后，可获得最大的数据传输速度，提高了网络链路的容量，可用于车载容迟网络。

技术领域

本发明属于通信技术领域，主要涉及车载容迟网网络编码和路由方法，可用于车载自组网、野生动物监测传感网和移动社交网的路由决策。

背景技术

在车载容迟网链路频繁断裂的情况下，数据发送能力是路由算法设计的首要目标。随机线性网络编码是一种融合编码和路由的信息交换技术，在传统存储转发的路由方法基础上，通过允许对接收的多个数据包进行编码信息融合，增加单次传输的信息量，随机线性网络编码在提高容迟网络吞吐量、路由可靠性等方面显示出其优越性。

根据香农理论，在单源多播网络中，源点的最大传输速率是分离源点与所有宿点间的最小割值。基于路由技术的多播连接是通过构造多播树实现的，传统的多播树如最小费用多播树，其构造过程一般是NP难问题，并对于一般的网络拓扑难以达到其最大流。这主要是因为在传统路由机制下，网络中传输的信息是不能叠加的，因此中间节点只需进行信息的转发和复制。如果采用网络编码进行信息传输，允许中间节点转发的信息是其输入信息在有限域上的编码组合，能够实现单源多播网络的最大流。

车载容迟网络中，节点间只能间歇性进行通信，甚至长时间处于中断状态，导致网络的拓扑结构不断变化，因此不能像有线网络一样计算最小割来得到源点的最大流。由于车辆密度稀疏，车辆作为节点只能对数据包采用“携带-存储-转发”的策略，数据流在路段交叉口形成汇聚。现在的车辆都有GPS，我们可以通过导航地图来形成动态的有向网络拓扑，在导航地图中，设交叉路口为有向网络的顶点，路段为有向网络的边，利用浮动车数据获得车载容迟网动态网络拓扑图。

浮动车数据主要是指装备车载全球定位系统的车辆，在其行驶过程中定期记录的车辆位置、方向和速度信息，利用地图匹配、路径推测等相关的计算模型和算法进行处理，使浮动车位置数据和城市道路在时间和空间上关联起来，最终得到浮动车所经过道路的车辆行驶速度以及道路的行车旅行时间等交通拥堵信息。

支持向量机是一种二分类模型，它通过在两类数据中找到一个分类超平面从而完成对数据集的学习，在线性可分的两类数据间的分类超平面数不胜数，但只有一个是最优超平面。两类数据中离超平面最近的点被统一称作支持向量，支持向量的位置决定了超平面的位置和方向，支持向量到超平面的距离最大化时，得到最优超平面。为了去掉两类数据必须分别分布在超平面两侧的这一约定，使得两类数据中的一部分数据点可以越过超平面的界限，被分到另外一侧，但对于这些越过界限的数据点予以惩罚以避免过多数据点越过这一界限。这种支持向量机模型被称作软间隔支持向量机。

发明内容